CA3220400A1 - Installation for pumping cryogenic fluid and filling station comprising such an installation - Google Patents

Installation for pumping cryogenic fluid and filling station comprising such an installation Download PDF

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Cyril BENISTAND-HECTOR
Martin Graser
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Abstract

Disclosed is a cryogenic fluid pumping installation (1) that comprises a leak-tight enclosure (13) intended to contain a bath of cryogenic fluid, the enclosure (13) housing a compression chamber (3) communicating with the bath and a movable piston (5) for compressing the fluid in the compression chamber (3), the piston (5) being mounted at a first end of a rod (50), the installation (1) further comprising a drive mechanism (21) for driving a second end of the rod (50) reciprocally in a longitudinal direction (A), the drive mechanism (21) comprising a motor (121) provided with a rotary shaft (211) and a mechanical conversion system (212) for converting the rotary motion of the shaft (211) into a linear motion. In an operating configuration of the installation (1), the longitudinal direction (A) of movement of the rod (50) of the piston is vertical and the motor (21) is rigidly affixed to an upper frame (6). The installation (1) is characterised in that the mechanical conversion system (212) is rigidly linked to a motor (121) via a tubular structure (14) disposed about the rotary shaft (211), the tubular structure (14) comprising a first end rigidly connected to the motor (121) and/or to a housing surrounding the latter and a second end rigidly connected to the mechanical conversion system (212) and/or to a housing surrounding the latter, said tubular structure (14) being suitable and configured for absorbing at least part of the torque and/or the forces generated in the transmission of movement between the motor (121) and the enclosure (13).

Description

Description Titre de l'invention : Installation de pompage de fluide cryogénique et station de remplissage comprenant une telle installation.
mol] L'invention concerne une installation de pompage de fluide cryogénique ainsi qu'une station de remplissage comprenant une telle installation.
10002] L'invention concerne plus particulièrement une installation de pompage de fluide cryogénique comprenant une enceinte étanche destinée à contenir un bain de fluide cryogénique, l'enceinte abritant une chambre dc compression communiquant avec le bain et un piston mobile pour assurer la compression du fluide dans la chambre de compression, le piston étant monté à une première extrémité d'une tige, l'appareil comprenant un mécanisme d'entraînement d'une deuxième extrémité de la tige dans un mouvement d'allers-retours selon une direction longitudinale, le mécanisme d'entraînement comprenant un moteur muni d'un arbre tournant et un système de trans-formation mécanique convertissant le mouvement de rotation de l'arbre tournant en un mouvement de translation, en configuration de fonctionnement de l'installation, la direction longitudinale de mouvement de la tige du piston étant verticale, le moteur étant fixé rigidement à un bâti supérieur.
100031 Une solution classique d' actionnement d'une pompe à piston alternatif utilise un moteur et un système mécanique de transformation de mouvement de l'arbre rotatif du moteur en mouvement de translation (système à bielle/manivelle et/ou réducteur et/ou boîte de vitesse).
100041 La plupart des pompes cryogéniques connues fonctionnent avec un axe de piston ho-rizontal. Ceci est possible avec une extrémité froide isolée sous vide.
100051 Dans des stations de ravitaillement en hydrogène, la pompe doit être disponible pour le pompage 24h/24h. Par conséquent, il est préférable de placer l'extrémité
froide dans un bain de liquide cryogénique ( puisard ) isolé sous vide ( dewar ) pour s'assurer qu'il reste froid. Une orientation verticale du piston est dans ce cas plus appropriée.
100061 Dans ce cas, certaines adaptations sont nécessaires pour supporter de manière optimale l'actionneur d'entraînement et la pompe (moteur et mécanisme associé). Un système à cardan peut être utilisé pour transmettre le couple de la sortie de rotation de la boîte de vitesses du moteur à la manivelle de l'unité mécanique qui transfatme le mouvement de rotation fourni par le moteur en un mouvement de translation alternatif de la tige du piston. Cela permet un montage optimal sans exiger des tolérances très contraignantes.
10007] Cependant, dans cette configuration, un couple est transféré
à travers l'axe du cardan au mécanisme de transformation du mouvement de rotation en translation. Il n'y a en Description Title of the invention: Cryogenic fluid pumping installation and filling station comprising such an installation.
mol] The invention relates to a fluid pumping installation cryogenic as well as filling station comprising such an installation.
10002] The invention relates more particularly to an installation fluid pumping cryogenic comprising a sealed enclosure intended to contain a bath of fluid cryogenic, the enclosure housing a compression chamber communicating with THE
bath and a movable piston to ensure the compression of the fluid in the chamber of compression, the piston being mounted at a first end of a rod, the device comprising a mechanism for driving a second end of the rod in a back and forth movement in a longitudinal direction, the mechanism drive comprising a motor provided with a rotating shaft and a system of trans-mechanical formation converting the rotational motion of the rotating shaft in one translation movement, in operating configuration of installation, longitudinal direction of movement of the piston rod being vertical, the engine being rigidly fixed to an upper frame.
100031 A classic solution for operating a piston pump alternative uses a motor and a mechanical system for transforming shaft movement rotating motor in translation movement (connecting rod/crank system and/or reduction gear and or gearbox).
100041 Most known cryogenic pumps operate with a piston pin ho-rizontal. This is possible with a vacuum insulated cold end.
100051 In hydrogen refueling stations, the pump must be available for pumping 24 hours a day. Therefore, it is preferable to place the end cold in a bath of cryogenic liquid (sump) insulated under vacuum (dewar) to make sure that it stays cold. A vertical orientation of the piston is in this case more appropriate.
100061 In this case, certain adaptations are necessary to bear in a manner optimal drive actuator and pump (motor and mechanism partner). A
Gimbal system can be used to transmit torque from the output of rotation of the engine gearbox to the crank of the mechanical unit which transfer it rotational movement provided by the motor in a translational movement alternative of the piston rod. This allows optimal assembly without requiring tolerances very binding.
10007] However, in this configuration, torque is transferred through the gimbal axis to the mechanism of transformation of rotational movement into translation. There has in

2 effet pas de système de contre-couple satisfaisant. Le carter du mécanisme devra supporter ce couple. Le couple sera ainsi transféré à travers toute la structure de pompage. Ceci n'est pas acceptable notamment en ce qui concerne la résistance mécanique du réservoir contenant le bain et la résistance globale de la structure.
[0008] Même en dimensionnant ces éléments en conséquence, des risques subsistent quant aux potentiels problèmes de vibrations et de fatigue.
[0009] Avec une solution hydraulique, il est relativement facile de placer la pompe verti-calement car le vérin hydraulique est relativement petit. L'énorme bloc d'alimentation peut quant à lui être déporté à plusieurs mètres. Pourtant, la disposition générale et l'efficacité ne sont pas adaptées à l'application.
[0010] Une solution à actionneur linéaire à vis à rouleaux est également facile à mettre en oeuvre du fait de sa compacité. Cette solution n'est cependant pas adaptée aux ap-plications cryogéniques à haute pression en raison d'une faible efficacité et fiabilité.
[0011] Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.
[0012] A cette fin, l'installation selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que le système de transformation mécanique est relié rigidement un moteur via une structure tubulaire disposée autour de l'arbre tournant, la structure tubulaire comprenant une première extrémité reliée rigidement au moteur et/ou à un carter entourant ce dernier et une seconde extrémité reliée rigidement au système de trans-formation mécanique et/ou à un carter entourant ce dernier, ladite structure tubulaire étant apte et configurée pour absorber au moins une partie du couple et/ou les efforts générés dans la transmission de mouvement entre le moteur et l'enceinte.
[0013] Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
[0014] ¨ la structure tubulaire comprend une ouverture d'accès à l'arbre tournant, la structure tubulaire est composée de plusieurs pièces assemblées, par exemple deux demi-coquilles assemblées, la structure tubulaire est composée de plusieurs pièces assemblées, par exemple deux demi-coquilles assemblées, l'arbre tournant est accouplé au système de transformation mécanique via un axe comprenant un système de liaison tel qu'une liaison rigide ou un cardan, le moteur est suspendu à son bâti supérieur, le système de transformation mécanique est suspendu au moteur via la structure tubulaire, l'enceinte étanche est suspendue au système de transformation mécanique, l'installation comprend un réservoir de gaz liquéfié, notamment de 2 effect no satisfactory counter-torque system. The mechanism housing must support this couple. The torque will thus be transferred throughout the structure of pumping. This is not acceptable, particularly with regard to resistance mechanics of the tank containing the bath and the overall resistance of the structure.
[0008] Even by sizing these elements accordingly, risks remain as to potential vibration and fatigue problems.
[0009] With a hydraulic solution, it is relatively easy to place the pump vertically stalling because the hydraulic cylinder is relatively small. The huge block power supply can be carried several meters away. However, the provision general and efficiency are not suitable for the application.
[0010] A solution with a roller screw linear actuator is also easy to put in place work due to its compactness. This solution is, however, not suitable for ap-high pressure cryogenic applications due to low efficiency and reliability.
[0011] An aim of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages of art previous noted above.
[0012] To this end, the installation according to the invention, moreover conforms to the definition generic as given in the preamble above, is essentially characterized in this that the mechanical transformation system is rigidly connected to a motor via a tubular structure arranged around the rotating shaft, the structure tubular comprising a first end rigidly connected to the motor and/or to a carter surrounding the latter and a second end rigidly connected to the system of trans-mechanical formation and/or to a casing surrounding the latter, said structure tubular being capable and configured to absorb at least part of the torque and/or the efforts generated in the transmission of movement between the motor and the enclosure.
[0013] Furthermore, embodiments of the invention may include one or several of the following characteristics:
[0014] ¨ the tubular structure includes an access opening to the rotating shaft, the tubular structure is composed of several assembled parts, for example example two half-shells assembled, the tubular structure is composed of several assembled parts, for example example two half-shells assembled, the rotating shaft is coupled to the mechanical transformation system via a axis comprising a connection system such as a rigid connection or a universal joint, the motor is suspended from its upper frame, the mechanical transformation system is suspended from the engine via the tubular structure, the sealed enclosure is suspended from the mechanical transformation system, the installation includes a liquefied gas tank, in particular

3 l'hydrogène, ledit réservoir étant relié fluidiquement par un ensemble de conduites à l'enceinte et configurées pour alimenter la chambre de com-pression en fluide à comprimer et récupérer le fluide évaporé dans l'enceinte, le système mécanique convertissant le mouvement de rotation de l'arbre tournant en un mouvement de translation de la tige du piston est du type à
bielle et manivelle, le moteur est logé dans un carter fixé au bâti supérieur, l'installation est du type à un étage de compression c'est-à-dire que le fluide est comprimé une seule fois entre un système d'admission et un système d'évacuation dans la chambre de compression, l'installation est du type à deux étages de compression c'est-à-dire que le fluide est comprimé deux fois entre un système d'admission et un système d'évacuation, l'installation comprenant deux chambres de compression, un système d'admission communiquant avec une première chambre de com-pression, un système de transfert communiquant avec la première et la seconde chambre de compression et configuré pour permettre le transfert de fluide comprimé dans la première chambre de compression vers la seconde chambre de compression, le piston mobile assurant alternativement la com-pression du fluide dans les première et seconde chambres de compression selon son sens de déplacement un système d'évacuation communiquant avec la seconde chambre de compression, la compression du fluide dans la chambre de compression est obtenue par une traction ou une compression de la tige.
[0015] L'invention concerne également une station de remplissage de réservoirs ou de conduites de gaz sous pression comprenant une source de gaz liquéfié, notamment un réservoir d'hydrogène liquéfié, un circuit de soutirage ayant une première extrémité
reliée à la source et au moins une seconde extrémité destinée à être raccordée à un réservoir à remplir, le circuit de soutirage comprenant une installation de pompage conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.
[0016] L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications.
[0017] D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
[0018] [Fig.1] représente une vue en perspective, schématique et partielle, illustrant un premier exemple de réalisation possible d'une installation de pompage selon l'invention, [0019] [Fig.2] représente une vue en perspective, schématique et partielle, illustrant un détail 3 hydrogen, said tank being fluidly connected by a set of piped to the enclosure and configured to supply the control chamber pressure in fluid to compress and recover the evaporated fluid in the enclosure, the mechanical system converting the rotational movement of the shaft rotating in a translational movement of the piston rod is of the type with connecting rod and crank, the motor is housed in a casing fixed to the upper frame, the installation is of the type with one compression stage, that is to say that the fluid is compressed only once between an intake system and a system evacuation in the compression chamber, the installation is of the two-stage compression type, that is to say that the fluid is compressed twice between an intake system and a system evacuation, the installation comprising two compression chambers, a admission system communicating with a first control chamber pressure, a transfer system communicating with the first and the second compression chamber and configured to allow the transfer of fluid compressed in the first compression chamber towards the second compression chamber, the movable piston alternately ensuring the com-fluid pressure in the first and second compression chambers according to its direction of movement an evacuation system communicating with the second compression chamber, the compression of the fluid in the compression chamber is obtained by traction or compression of the rod.
[0015] The invention also relates to a filling station for tanks or pressurized gas pipes including a liquefied gas source, notably a liquefied hydrogen tank, a withdrawal circuit having a first end connected to the source and at least one second end intended to be connected has a tank to be filled, the withdrawal circuit comprising an installation of pumping conforming to any of the characteristics above or below.
[0016] The invention may also relate to any device or alternative process including any combination of the characteristics above or below in THE
framework of demands.
[0017] Other particularities and advantages will appear upon reading the description below after, made with reference to the figures in which:
[0018] [Fig.1] represents a perspective view, schematic and partial, illustrating a first example of possible realization of a pumping installation according to the invention, [0019] [Fig.2] represents a perspective view, schematic and partial, illustrating a detail

4 de la structure de support de l'installation de pompage selon l'invention, [0020] [Fig.31 représente une vue en coupe, schématique et partielle, illustrant un détail de l'installation et en particulier un exemple de structure de chambre de compression, [0021] [Fig.41 représente une vue schématique et partielle, illustrant un exemple de station de remplissage utilisant un tel appareil de compression.
[0022] L'installation 1 de pompage de fluide cryogénique représentée comprend une enceinte 13 étanche destinée à contenir un bain de fluide cryogénique.
L'enceinte 13 peut être isolée thermiquement sous vide et abrite une chambre 3 de compression com-muniquant avec le bain et un piston 5 mobile pour assurer la compression du fluide dans la chambre 3 de compression cf. [Fig.3].
[0023] Le piston 5 est monté à une première extrémité d'une tige 50 de piston. L'appareil 1 comprend un mécanisme 21 d'entraînement d'une deuxième extrémité de la tige 50 dans un mouvement d'allers-retours selon une direction A longitudinale de mouvement.
[0024] Le mécanisme 21 d'entraînement comprend un moteur 121 (avec le cas échéant une boîte de vitesses ou autre) muni d'un arbre 211 tournant et un système 212 de trans-formation mécanique convertissant le mouvement de rotation de l'arbre 211 tournant en un mouvement de translation de la tige 50. Le système mécanique 212 convertissant le mouvement de rotation de l'arbre 211 tournant en un mouvement de translation de la tige 50 du piston peut être du type à bielle et manivelle et logé dans un carter.
[0025] Comme illustré, le mécanisme d'entraînement (moteur 121 et système 212 de trans-formation) est disposé au-dessus de l'enceinte 13.
[0026] Cet agencement permet de limiter les pertes thermiques (parties chaudes au-dessus des parties froides).
[0027] L'arbre 211 tournant du moteur 121 est accouplé au système 212 de transformation mécanique via un axe comprenant un système de liaison tel qu'une liaison rigide ou un cardan par exemple.
[0028] Un accouplement avec cardan peut permettre de plus grandes tolérances de montage.
[0029] L'accouplement à cardan entre les deux unités permet également de transférer le couple utile de manière optimale avec un entretien relativement facile.
[0030] Ces éléments (moteur 121 et système 212 de transfatmation mécanique) peuvent être logés dans des carters respectifs.
[0031] Le système 212 de transformation de mouvement (et son carter) peut être retiré fa-cilement pour accéder à l'extrémité froide placée verticalement sous le mécanisme (sous une manivelle notamment dans le cas d'un mécanisme à bielle et manivelle).
[0032] Comme illustré, en configuration de fonctionnement de l'installation 1 la direction A
longitudinale de mouvement de la tige 50 du piston est verticale. Le moteur 121 est fixé rigidement à un bâti 6 supérieur comprenant par exemple une poutre horizontale.

WO 2022/263084 of the support structure of the pumping installation according to the invention, [0020] [Fig.31 represents a sectional view, schematic and partial, illustrating a detail of the installation and in particular an example of a chamber structure compression, [0021] [Fig.41 represents a schematic and partial view, illustrating an example of a station filling using such a compression device.
[0022] The cryogenic fluid pumping installation 1 shown includes a sealed enclosure 13 intended to contain a bath of cryogenic fluid.
Enclosure 13 can be thermally insulated under vacuum and houses a chamber 3 of com- compression communicating with the bath and a movable piston 5 to ensure the compression of the fluid in compression chamber 3 cf. [Fig.3].
The piston 5 is mounted at a first end of a rod 50 piston. Device 1 comprises a mechanism 21 for driving a second end of the rod 50 in a back and forth movement in a longitudinal direction A of movement.
[0024] The drive mechanism 21 comprises a motor 121 (with if necessary a gearbox or other) provided with a rotating shaft 211 and a system 212 of trans-mechanical formation converting the rotational movement of the shaft 211 turning in a translation movement of the rod 50. The mechanical system 212 converting the rotational movement of the shaft 211 rotating in a movement of translation of the rod 50 of the piston can be of the connecting rod and crank type and housed in a carter.
[0025] As illustrated, the drive mechanism (motor 121 and system 212 of trans-training) is placed above the enclosure 13.
[0026] This arrangement makes it possible to limit thermal losses (hot parts above cold parts).
[0027] The rotating shaft 211 of the motor 121 is coupled to the system 212 transformation mechanical via an axis comprising a connection system such as a connection rigid or a gimbal for example.
[0028] A coupling with a cardan joint can allow greater assembly tolerances.
[0029] The cardan coupling between the two units allows also to transfer the optimally useful torque with relatively easy maintenance.
[0030] These elements (motor 121 and transfer system 212 mechanical) can be housed in respective casings.
[0031] The movement transformation system 212 (and its housing) can be removed fa-quickly to access the cold end placed vertically under the mechanism (under a crank, particularly in the case of a connecting rod mechanism and crank).
[0032] As illustrated, in the operating configuration of installation 1 direction A
longitudinal movement of the rod 50 of the piston is vertical. Engine 121 is rigidly fixed to an upper frame 6 comprising for example a beam horizontal.

WO 2022/26308

5 PC T/EP2022/063378 [0033] Le moteur 121 peut notamment être suspendu à son bâti 6 supérieur.
[0034] Le bâti supérieur du moteur 121 peut comprendre un premier ensemble de poutre(s) 5PC T/EP2022/063378 [0033] The motor 121 can in particular be suspended from its frame 6 superior.
[0034] The upper frame of the motor 121 may include a first set of beam(s)

6 support horizontales reliées à une structure 60 portante comprenant des pieds verticaux reposant sur le sol.
[0035] Le système 212 de transformation mécanique est relié
rigidement un moteur 121 via une structure 14 tubulaire disposée autour de l'arbre 211 tournant. Cette structure 14 tubulaire comprend une première extrémité reliée rigidement au moteur 121 et/ou à un carter entourant ce dernier et une seconde extrémité reliée rigidement au système 212 de transformation mécanique et/ou à un carter entourant ce dernier. Cette structure 14 tubulaire, par exemple cylindrique, est rigide et apte et configurée pour absorber au moins une partie du couple d'efforts générés dans la transmission de mouvement entre le moteur 121 et l'enceinte 13. La section de la structure tubulaire 14 peut avoir d'autres formes que circulaire, par exemple carrée, rectangulaire, ou autre.
[0036] Le système 212 de transformation mécanique peut ainsi être suspendu au moteur 121 via la structure 14 tubulaire. L'enceinte 13 étanche peut quant à elle être suspendue au système 212 de transformation mécanique.
[0037] C'est-à-dire qu'une extrémité supérieure du récipient 13 peut être suspendue, et/ou reliée à une extrémité inférieure du système 212 de transformation mécanique (notamment à son carter) par un organe 9 de liaison tel qu'un ou plusieurs axes et/ou un manchon. L'extrémité inférieure du récipient 13 peut ainsi être située au-dessus du sol sans reposer sur un support inférieur.
[0038] Cette structure 14 tubulaire possède en effet une bonne résistance à la torsion pour reprendre le couple et/ou les efforts transmis par le moteur de part et d'autre de l'axe 211.
[0039] Comme illustré à la [Fig.21, la structure 14 tubulaire peut comprendre une ouverture d'accès à l'arbre 211 tournant, notamment à un cardan dans le cas où l'arbre possède un cardan. En effet, l'arbre 211 tournant peut être accouplé au système 212 de transformation mécanique via un axe comprenant un système de liaison tel qu'une liaison rigide ou un cardan. Ceci permet des interventions sans nécessiter un démontage complet. Cette ouverture 15 peut le cas échéant être refermable par un cache amovible.
1100401 La structure 14 tubulaire peut être composée de plusieurs pièces assemblées, par exemple deux demi-coquilles assemblées selon des jonctions longitudinales autour de l'arbre 211.
[0041] Dans l'exemple illustré, l'installation 1 comprend un réservoir 17 de gaz liquéfié, notamment de l'hydrogène. Le réservoir 17 est relié fluidiquement à l'enceinte 13 par un ensemble de conduites 10, 11 et configurées pour alimenter la chambre 3 de com-pression en fluide à comprimer et récupérer le cas échéant le gaz de vaporisation généré notamment dans l'enceinte 13.
[0042] Ce réservoir 17 peut reposer au sol. Comme mentionné
précédemment, les conduites 10, 11 peuvent comprendre des portions souples.
[0043] En effet comme décrit plus en détail ci-après, les conduites cryogéniques reliant ce récipient 13 et un réservoir 17 de liquide cryogénique peuvent être souples pour absorber les contractions thermiques et permettent de tolérer des défauts d'alignement mineurs.
[0044] La structure de l'installation présente de nombreux avantages.
[0045] Outre une transmission de mouvement entre le moteur 121 et l'axe 50 sans couple néfaste, la structure est particulièrement adaptée à une maintenance aisée (via par exemple le démontage d'un élément suspendu, notamment un carter pour accéder au(x) mécanisme(s)).
[0046] Le mécanisme d'entraînement (moteur + éventuellement réducteur ou boîte de vitesse) ne doit pas être démontée pendant une maintenance du côté froid de la partie de pompage cryogénique. La fréquence de maintenance de la partie moteur 121 est en effet généralement plus faible que la partie d'entraînement froide. La structure proposée permet des accès à la partie froide 212 sans démonter la partie moteur 121 (contrôle visuel, nettoyage, remplacement de joints, lubrification...).
[0047] L'installation 1 est compacte avec une disposition basse au sol. Ceci est adapté à son intégration dans une station de remplissage.
[0048] Le moteur 121 et le réducteur associé peuvent être des éléments standard, notamment à structure antidéflagrante ou à sécurité renforcée.
[0049] Le moteur 121 et le système de transformation 212 peuvent être placés relativement selon différentes configurations, notamment horizontalement, verticalement, avec l'arbre 211 rotatif dans cet axe ou perpendiculairement selon le modèle de système 212 de réducteur utilisé (hélicoïdal, biseau hélicoïdal, vis sans fin, arbre parallèle hé-licoïdal, réducteur à angle droit).
[0050] L'ensemble moteur 211 et son éventuel réducteur illustré
duquel l'axe tournant 211 fait saillie peut le cas échéant être avantageusement remplacé par un moteur à
couple (donc sans boîtier de réduction ou boîte de vitesse). Dans ce cas, pas de problème d'huile dû à la lubrification. De plus, dans ce cas l'ensemble est plus compact de masse réduite. De plus, un tel ensemble moteur présente plus de flexibilité sur le réglage de la vitesse (profil de vitesse et vitesse de rotation notamment).
[0051] La [Fig.31 illustre schématiquement un exemple de chambre de compression (un seul étage de compression) avec un système 2 d'admission communiquant avec la chambre 3 de compression configuré pour permettre l'entrée de fluide à comprimer dans la chambre 3 de compression, un piston 5 mobile pour assurer la compression du fluide dans la chambre 3 de compression, et un système 7 d'évacuation communiquant avec 6 horizontal supports connected to a supporting structure 60 comprising feet vertical resting on the ground.
[0035] The mechanical transformation system 212 is connected rigidly a 121 motor via a tubular structure 14 arranged around the rotating shaft 211. This structure 14 tubular comprises a first end rigidly connected to the motor 121 and/or to a casing surrounding the latter and a second end rigidly connected to the system 212 mechanical transformation and/or to a casing surrounding the latter. This structure 14 tubular, for example cylindrical, is rigid and suitable and configured for absorb minus a part of the torque generated in the transmission of movement between the motor 121 and the enclosure 13. The section of the tubular structure 14 can to have shapes other than circular, for example square, rectangular, or other.
[0036] The mechanical transformation system 212 can thus be suspended from engine 121 via the tubular structure 14. The waterproof enclosure 13 can for its part be hanging from the mechanical transformation system 212.
[0037] That is to say that an upper end of the container 13 may be suspended, and/or connected to a lower end of the mechanical transformation system 212 (in particular to its casing) by a connecting member 9 such as one or more axes and/or a sleeve. The lower end of the container 13 can thus be located above above the ground without resting on a lower support.
[0038] This tubular structure 14 indeed has good torsion resistance for resume the torque and/or forces transmitted by the motor on both sides other of the axis 211.
[0039] As illustrated in [Fig.21, the tubular structure 14 can understand an opening access to the rotating shaft 211, in particular to a universal joint in the case where the shaft has a gimbal. Indeed, the rotating shaft 211 can be coupled to the system 212 of mechanical transformation via an axis comprising a connection system such that one rigid connection or a universal joint. This allows interventions without requiring a complete disassembly. This opening 15 can, if necessary, be closable by A
removable cover.
1100401 The tubular structure 14 can be composed of several assembled parts, by example two half-shells assembled according to longitudinal joints around the tree 211.
[0041] In the example illustrated, the installation 1 includes a tank 17 of liquefied gas, notably hydrogen. The reservoir 17 is fluidly connected to the enclosure 13 by a set of pipes 10, 11 and configured to supply the chamber 3 of com-pressure in fluid to be compressed and, if necessary, recover the gas from vaporization generated in particular in enclosure 13.
This tank 17 can rest on the ground. As mentioned previously, the conducts 10, 11 may include flexible portions.
[0043] Indeed, as described in more detail below, the pipes cryogenics connecting this container 13 and a reservoir 17 of cryogenic liquid can be flexible For absorb thermal contractions and allow defects to be tolerated alignment minors.
[0044] The structure of the installation presents numerous benefits.
[0045] In addition to a transmission of movement between the motor 121 and axis 50 without torque harmful, the structure is particularly suited to easy maintenance (via by example the dismantling of a suspended element, in particular a casing to access to) mechanism(s)).
[0046] The drive mechanism (motor + possibly reducer or box speed) must not be disassembled during maintenance on the cold side of the part cryogenic pumping. The frequency of maintenance of the engine part 121 is generally weaker effect than the cold training part. There structure proposed allows access to the cold part 212 without dismantling the part engine 121 (visual inspection, cleaning, replacement of seals, lubrication, etc.).
[0047] Installation 1 is compact with a low arrangement at ground. This is adapted to its integration into a filling station.
[0048] The motor 121 and the associated gearbox can be standard elements, including with explosion-proof structure or reinforced security.
[0049] The motor 121 and the transformation system 212 can be placed relatively according to different configurations, notably horizontally, vertically, with the rotating shaft 211 in this axis or perpendicularly depending on the model system 212 of reducer used (helical, helical bevel, worm, shaft parallel hey-licoidal, right angle reducer).
[0050] The motor assembly 211 and its possible illustrated reduction gear of which the rotating axis 211 protruding can, if necessary, be advantageously replaced by a motor with couple (therefore without reduction box or gearbox). In this case, no issue of oil due to lubrication. Moreover, in this case the whole is more mass compact scaled down. In addition, such a motor assembly presents more flexibility on the adjustment of the speed (speed profile and rotation speed in particular).
[0051] [Fig.31 schematically illustrates an example of a chamber of compression (only one compression stage) with an admission system 2 communicating with the bedroom 3 compression configured to allow entry of fluid to be compressed into there compression chamber 3, a movable piston 5 to ensure the compression of the fluid in the compression chamber 3, and a communicating evacuation system 7 with

7 la chambre 3 de compression et configure pour permettre la sortie de fluide comprimé.
La compression du fluide dans la chambre de compression peut être obtenue par une traction ou une compression de la tige 50.
[0052] Bien entendu, l'invention s'applique également à des pompes à deux étages de com-pression (par exemple deux chambres de compression et deux étages de compression selon respectivement les deux sens de translation du piston).
[0053] La [Fig.41 représente un exemple de station de remplissage de réservoirs ou de conduites de gaz sous pression comprenant une source 17 de gaz liquéfié, notamment d'hydrogène liquéfié, un circuit 18 de soutirage ayant une première extrémité
reliée à
la source et au moins une seconde extrémité destinée à être raccordée à un réservoir 190 à remplir. Le circuit 18 de soutirage comprenant un appareil 1 de compression conforme à l'installation selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus.
[0054] Bien que le l'enceinte 13 soit suspendue au système 212 de transformation mécanique, il est possible d'envisager de prévoir un ou plusieurs pieds reliant l'enceinte au sol, le cas échéant via une liaison flexible et/ou ajustable.
Ceci peut être lors d'opération de maintenance et/ou en situation de fonctionnement normale pour par exemple encore mieux maintenir l'enceinte 13 et absorber d'éventuelles vibrations par exemple. De même, l'extrémité inférieure de l'enceinte pourrait reposer sur un support, par exemple dans un logement qui assure un maintien latéral. 7 the compression chamber 3 and configures to allow the exit of fluid compressed.
The compression of the fluid in the compression chamber can be obtained by a traction or compression of the rod 50.
[0052] Of course, the invention also applies to pumps with two floors of com-pressure (for example two compression chambers and two stages of compression according to the two directions of translation of the piston respectively).
[0053] [Fig.41 represents an example of a filling station tanks or pressurized gas pipes comprising a source 17 of liquefied gas, notably of liquefied hydrogen, a withdrawal circuit 18 having a first end connected to the source and at least one second end intended to be connected to a reservoir 190 to fill out. The withdrawal circuit 18 comprising a device 1 for compression conforms to the installation according to any of the characteristics below above.
[0054] Although the enclosure 13 is suspended from the system 212 of transformation mechanical, it is possible to consider providing one or more feet connecting the speaker on the ground, if necessary via a flexible and/or adjustable connection.
This can be during maintenance operations and/or in normal operating situations for by example even better maintain the enclosure 13 and absorb possible vibrations by example. Likewise, the lower end of the enclosure could rest on a support, for example in housing that provides lateral support.

Claims

Revendications [Revendication 11 Installation (1) de pompage de fluide cryogénique comprenant une enceinte (13) étanche destinée à contenir un bain de fluide cryogénique, l'enceinte (13) abritant une chambre (3) de compression communiquant avec le bain et un piston (5) mobile pour assurer la compression du fluide dans la chambre (3) de compression, le piston (5) étant monté à
une première extrémité d'une tige (50), l'appareil (1) comprenant un mécanisme (21) d'entraînement d'une deuxième extrémité de la tige (50) dans un mouvement d'allers-retours selon une direction (A) longi-tudinale, le mécanisme (21) d'entraînement comprenant un moteur (121) muni d'un arbre (211) tournant et un système (212) de transformation mécanique convertissant le mouvement de rotation de l'arbre (211) tournant en un mouvement de translation, en configuration de fonc-tionnement de l'installation (1), la direction (A) longitudinale de mouvement de la tige (50) du piston étant verticale, le moteur (21) étant fixé rigidement à un bâti (6) supérieur, caractérisée en ce que le système (212) de transformation mécanique est situé verticalement au-dessus de l'enceinte (13) est relié rigidement un moteur (121) via une structure (14) tubulaire disposée autour de l'arbre (211) tournant, la structure (14) tubulaire comprenant une première extrémité reliée rigidement au moteur (121) et/ou à un carter entourant ce dernier et une seconde extrémité reliée rigidement au système (212) de transformation mécanique et/ou à un carter entourant ce dernier, ladite structure (14) tubulaire étant apte et configurée pour absorber au moins une partie du couple et/ou les efforts générés dans la transmission de mouvement entre le moteur (121) et l'enceinte (13).
[Revendication 21 Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le système de transformation mécanique convertissant le mouvement de rotation de l'arbre (211) tournant en un mouvement de translation de la tige (50) du piston est du type à bielle et manivelle.
[Revendication 31 Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la structure (14) tubulaire comprend une ouverture (15) d'accès à l'arbre (211) tournant.
[Revendication 41 Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la structure (14) tubulaire est composée de plusieurs pièces as-semblées, par exemple deux demi-coquilles assemblées.
[Revendication 51 Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'arbre (211) tournant est accouplé au système (212) de trans-formation mécanique via un axe comprenant un système de liaison tel qu'une liaison rigide ou un cardan.
[Revendication 61 Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca-ractérisée en ce que le moteur (121) est suspendu à son bâti (6) supérieur.
[Revendication 71 Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca-ractérisée en ce que le système (212) de transformation mécanique est suspendu au moteur (121) via la structure (14) tubulaire.
[Revendication 81 Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca-ractérisée en ce que l'enceinte (13) étanche est suspendue au système (212) de transformation mécanique.
[Revendication 91 Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca-ractérisée en ce qu'elle comprend un réservoir (17) de gaz liquéfié, notamment de l'hydrogène, ledit réservoir (17) étant relié fluidiquement par un ensemble de conduites (10, 11) à l'enceinte (13) et configurées pour alimenter la chambre de compression en fluide à comprimer et récupérer le fluide évaporé dans l'enceinte (13).
[Revendication 101 Station de remplissage de réservoirs ou de conduites de gaz sous pression comprenant une source (17) de gaz liquéfié, notamment un réservoir d'hydrogène liquéfié, un circuit (18) de soutirage ayant une première extrémité reliée à la source et au moins une seconde extrémité
destinée à être raccordée à un réservoir (190) à remplir, le circuit (18) de soutirage comprenant une installation (1) de pompage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9. Claims [Claim 11 Installation (1) for pumping cryogenic fluid including a sealed enclosure (13) intended to contain a bath of cryogenic fluid, the enclosure (13) housing a communicating compression chamber (3) with the bath and a movable piston (5) to ensure the compression of the fluid in the compression chamber (3), the piston (5) being mounted at a first end of a rod (50), the apparatus (1) comprising a mechanism (21) for driving a second end of the rod (50) in a back and forth movement in a direction (A) longi-tudinale, the drive mechanism (21) comprising a motor (121) provided with a rotating shaft (211) and a transformation system (212) mechanical converting the rotational movement of the shaft (211) rotating in a translational movement, in operating configuration operation of the installation (1), the longitudinal direction (A) of movement of the rod (50) of the piston being vertical, the motor (21) being rigidly fixed to an upper frame (6), characterized in that the system (212) of mechanical transformation is located vertically above the enclosure (13) is rigidly connected to a motor (121) via a structure (14) tubular arranged around the rotating shaft (211), the structure (14) tubular comprising a first end rigidly connected to the motor (121) and/or to a casing surrounding the latter and a second end rigidly connected to the transformation system (212) mechanical and/or to a casing surrounding the latter, said structure (14) tubular being capable and configured to absorb at least part of the torque and/or efforts generated in the transmission of movement between the motor (121) and the enclosure (13).
[Claim 21 Installation according to claim 1 characterized in that the system of mechanical transformation converting the rotational movement of the shaft (211) rotating in a translational movement of the rod (50) of the piston is of the connecting rod and crank type.
[Claim 31 Installation according to claim 1 or 2, characterized in that the tubular structure (14) includes an opening (15) for access to the shaft (211) rotating.
[Claim 41 Installation according to any of the claims 1 to 3, characterized in that the tubular structure (14) is composed of several pieces as-similar, for example two half-shells assembled.
[Claim 51 Installation according to any of the claims 1 to 4, characterized in that the rotating shaft (211) is coupled to the transmission system (212) mechanical formation via an axis comprising a connection system such than a rigid connection or a universal joint.
[Claim 61 Installation according to any of the previous claims, ca-characterized in that the motor (121) is suspended from its frame (6) superior.
[Claim 71 Installation according to any of the previous claims, ca-characterized in that the mechanical transformation system (212) is suspended from the motor (121) via the tubular structure (14).
[Claim 81 Installation according to any of the previous claims, ca-characterized in that the waterproof enclosure (13) is suspended from the system (212) of mechanical transformation.
[Claim 91 Installation according to any of the previous claims, ca-characterized in that it comprises a tank (17) of liquefied gas, in particular hydrogen, said tank (17) being fluidly connected by a set of pipes (10, 11) to the enclosure (13) and configured to supply the compression chamber with fluid to be compressed and recover the evaporated fluid in the enclosure (13).
[Claim 101 Station for filling tanks or gas pipes under pressure comprising a source (17) of liquefied gas, in particular a liquefied hydrogen tank, a withdrawal circuit (18) having a first end connected to the source and at least one second end intended to be connected to a tank (190) to be filled, the circuit (18) of withdrawal comprising a pumping installation (1) conforming to one any of claims 1 to 9.
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